Nyheter
Fyra sätt LED-belysning gör städer smartare
Smarta städer kräver smartare systemintegration. Om vi ska bygga en mängd olika samhälls- och medborgartjänster på en infrastruktur för internet av IoT som initierats för utomhusbelysningskontroll, kommer nätverket att kräva en viss tillförlitlighet utöver det historiska styrsystemets funktionalitet som gör att lamporna går på, av och dämpa.
Ett nytt sätt att tänka på kontroller behövs, där belysningsstyrning är en av flera funktioner som möjliggörs genom kommunikation mellan armaturer. Detta kräver en större integration av kraft- och kommunikations-, förare- och trådlös radioteknik.
På en nivå verkar integrering av en LED-drivrutin och trådlös radio vara ett enkelt steg framåt. Att minska antalet hårdvaror kommer att förenkla installation och underhåll, vilket minskar den totala kontrollnätets kostnad under hela sin livstid. Det är mycket enklare att ansluta nätström till en i stället för två enheter när du installerar systemet. Det är också sant att den enklaste lösningen vanligtvis är den bästa.
Men innan vi granskar värdet av att integrera LED-drivrutiner för att mäta smart gatubelysning, bör vi först överväga konsekvenserna av smarta gateljus som ramverk för smartare städer.
IoT - en wireframe för smartare städer
IoT lovar att ta itu med en rad olika övervaknings- och hanteringsfrågor över smart streetlights. Men innan vi haster med att leverera total anslutning, måste vi överväga realvärldsekonomi.
IoT måste övervinna marknadsutmaningar för att göra det livskraftigt som den gemensamma ramen för smarta städer. Detta gäller speciellt när man tänker på belysningsindustrin, som har en mogen leverans- och installationsstrategi med stor vikt vid att hålla priserna nere.
Dum tur
Ironiskt nog kommer de dumma, billiga lamporna installerade idag som inte har den IoT-kommunikation som behövs för smart belysning, att ha en användbar livstid på minst 10 år. Det kommer att fördröja IoT för smart belysning med ett decennium eller mer, även om belysning ger det perfekta IoT-skelettet för smarta städer.
Ljus är överallt, och det är ofta en av de första saker som kommunerna lägger till för att främja allmän säkerhet. När man överväger möjligheterna att kombinera gatljus med smarta lysdioder drivna av integrerade drivrutiner, öppnar ytterligare möjligheter för att främja allmän säkerhet och spara energi.
Till exempel kan man använda IoT för att centralisera kontrollen av gatubelysning och webbkameror med hjälp av brottsbekämpning och publikkontroll. Eftersom strålkastare installeras med regelbundna mellanrum kan de användas för att övervaka luftkvaliteten eller utfällningen, till exempel såväl som belysning.
Smart belysning ger även enhetsövervakning för felhantering. Till exempel, när man tjänar en gatelampa sparar den pengar om körsbärsväljaren endast används en gång, eftersom ingenjören redan vet vilka delar som behövs.
Allt börjar med en gemensam ansluten infrastruktur med ett öppet protokoll som IoT. Att använda gateljus som ett skelett för att automatisera förvaltningen av stadstjänster behöver gemensamma kommunikationsprotokoll för driftskompatibilitet. Tyvärr är belysningen sent till spelet när det gäller IoT och tillverkare använder andra branschstandarder för lätt hantering och kommunikation.
Det digitala adresserbara belysningsgränssnittet (DALI) är till exempel den vanligaste trådlösa standarden för digitala ljuskontroller. Skapad av Philips 1964 har DALI utvecklats till IEC-standarder och är ett gemensamt gränssnitt för konventionell ljusstyrning och driftskompatibilitet.
DALI gäller dock endast för belysning och samverkar inte med IoT. På samma sätt är ZigBee en trådlös trådlös standard som används för applikationer som ljusstyrning, men ZigBee konkurrerar med Wi-Fi, Bluetooth Mesh och andra trådlösa standarder för IoT.
Stadscheferna kommer att leta efter plattformar som ger kompatibilitet utöver belysning, med hjälp av IoT som ett gemensamt protokoll för att tillhandahålla kontrollinformation till olika typer av enheter som trafiksignaler, brunnar och avfallskärl.
Det mest troliga scenariot är att trådlös kommunikation och IoT kommer att användas som en gemensam plattform för hantering och kontroll, och data kommer att samlas i molnet för åtkomst av en central kontrollkonsol. Genom att använda säkert molnlagring för data kommer det att bli lättare att komma åt stadens avdelningar och tjänsteleverantörer, och det kommer att ge ett centralt datalager för applikationer som stor data.
Skälen nedan visar att integrering av drivrutiner och trådlösa kontroller ger betydande fördelar jämfört med tidigare lösningar när det gäller enkelhet, tillförlitlighet och energieffektivitet.
Fyra argument för integrerade LED-kontroller
På Fulham, som vi arbetade genom utmaningarna att leverera ett smart belysningssystem som en del av en centraliserad smart cities-lösning, upptäckte vi att det finns minst fyra skäl till att integrera kontroller i LED-drivrutiner är meningsfullt.
1 Integrering av rätt styrsystem
Trådlösa system är lämpliga för belysning för gata och kommun, eftersom utomhus i radio i fri rymd kan fungera fritt från störningar. Men att välja ett medium var bara det första steget - ingenjörer står nu inför vilket trådlösa system som ska användas.
Minimering av kostnaden för utrustning på plats blev snabbt en högsta prioritet. Alltför länge kontroller har plågats med det som kallas "10 000 £ boxproblem" - kravet på att ett system har en dyr dator och / eller gateway-enhet på plats med belysningsnätet.
Detta belastar systemet med högre startkostnader, behovet av en säker, kontrollerad plats där den ska placeras och specialiserat strömskydd för att säkerställa fortsatt drift.
Dessutom måste hårdvaran, vanligtvis en server, hållas uppdaterad.
Ett molnbaserat styrsystem där endast en liten, relativt billig gateway krävs eftersom bron mellan belysningsnätverket och ett fjärrövervakningscenter med tiden kommer att hjälpa IoT-nätverk att skala och växa mer effektivt eftersom ytterligare kapacitet kan läggas till snabbt och billigt.
2 Tillförlitliga förbättringar: elementskydd
Med förväntan att utomhusbelysningsnätverk kommer att vara infrastrukturen i spirande IoT-nätverk, ville vi ha en arkitektur som erbjöd det maximala skyddet för trådlös kontroll, särskilt från väder och vandalism.
Genom att integrera styrmodulen i föraren ger armaturen skydd för alla nyckelkomponenter - ljuskälla, förare och reglage.
Utomhusarmaturer är konstruerade för att uppfylla stränga internationella skyddsnormer, så integration ger alla lösningskomponenter bättre skydd.
3 Tillförlitliga förbättringar: Förarens hälsa
Med LED-ljuskällor som nu erbjuder nivåer av tillförlitlighet som inte är möjliga för glödlampor, induktions- eller fluorescerande ljuskällor, är det mer troligt att armaturproblem spåras tillbaka till föraren.
Genom att integrera kontrollelementet i föraren, som till exempel, Fulhams WorkHorse LED-utomhusdrivrutin - som har integrerade Tvilight-kontroller - blev det möjligt att använda inbyggd diagnostisk rapportering via det trådlösa gränssnittet. Detta erbjuder mycket mer diagnostisk kapacitet än vad som är tillgängligt via ett standard 0V till 10V dimmeringsgränssnitt.
Driftstider, driftstemperaturer, prestandaegenskaper och konfigurationer är bara några av de data som kan läsas från ett fjärrövervakningscenter.
Genom att använda fjärrövervakningsövervakning kan utbytesenheter skickas automatiskt för utbyggnad innan en armatur misslyckas, och när den är installerad kan förarens inbruktagning slutföras via konfigurationsnedladdning från molnet.
Det betyder stora besparingar för utomhusbelysning, vilket vanligtvis kräver två rundturer för varje misslyckande - en för att felsöka och en att reparera, speciellt eftersom varje reparation kräver en dyr körsbärsväljare. Att reducera ersättningsarbetet till en resa sparar värdefull tid och resurser.
4 Effektivitetsförbättringar: Lägsta standby-ström
Vanligtvis är ett av de främsta målen med ett belysningsuppgraderingsprojekt att minska den totala energianvändningen.
Genom att integrera den trådlösa kontrollmodulen använder drivrutinerna lägre standby-ström, först väcker den trådlösa modulen sedan föraren. Företagets beräkningar visar ett energibesparing på 40% till 50% jämfört med ett kontrollgränssnitt anslutet via 0V till 10V, även om gränssnittet är dim-off.
När nya IoT-applikationer byggs, kommer integrerad LED-drivrutin och trådlösa kontroller att erbjuda ännu fler fördelar.
